5G边缘计算在智慧港口中的应用

发布时间：2020-12-11 07:17

　　港口作为现代物流的重要枢纽,承担着国际贸易中60%以上的货物流转、监管和流通等重要职责。传统港口的货物集装箱吊装等操作大部分依靠龙门吊等重型机械设备实现集装箱的吊装和转运,作业难度大,对吊装人员的素质要求高。传统港口由于依靠光缆实现龙门吊与监控室的通信,存在光纤磨损老化,高空布线难度大,人工成本高,工作效率低等问题。采用本地化部署5G边缘计算实现港口作业过程多设备协同、大数据量传输和毫秒级远程控制,对提升现代港口的智能化和智慧化发挥重要作用。 

【文章来源】：中国新通信. 2020年18期 第122-123页

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【部分图文】：

面向5G的MEC架构图[3]

此外,为了更贴合实际生产,边缘计算产业联盟(ECC)定义了边缘计算的三层架构参考模型[4],自下而上分为现场设备、边缘和云。边缘计算位于云计算和现场设备(物联网)之间,向下支持各种现场设备接入,向上可与云计算协同。边缘层包括边缘节点(如边缘网关、边缘控制器、边缘云、边缘传感器等)和边缘管理器两大部分。其中,边缘节点主要由硬件设备构成,包含计算、存储和网络设备资源,对外调用的API,处理和转换网络协议的边缘网关,能实时闭环控制业务的边缘控制器,能处理大规模本地化数据的边缘云,以及具有低功耗信息采集和数据处理能力的边缘传感器等。图2显示了ECC定义的边缘计算三层架构参考模型[4]。通常,MEC对资源的使用模式有两种[5]:一是直接将计算、存储和网络资源进行封装,对现场设备提供调用接口API,边缘管理器通过代码下载、策略配置及数据库操作等方式调用边缘节点的资源;二是将边缘节点的资源按照不同功能进行模块化封装,边缘管理器则通过模型驱动的业务编排方式进行资源调用,进而实现业务的一体化开发和敏捷部署。

5G通信技术的大带宽、低时延、大连接技术特点为港口内的人和物、物和物之间的通信提供了高效便捷的数据通信保障,而5G边缘计算技术则为港口的智能化提升改造提供了有力的技术支持。5G边缘计算为港口内高清视频信号的传输、图像识别、任务计算等提供了本地化、高效的通信、计算和存储资源,为港口内的车辆定位、设备定位和设备状态实时监控,为港口吊装操作人员、港区机械设备调度员和港口货物的调度提供了稳定可靠、安全专属的数据通信切片专网[6]。5G边缘计算在智慧港口的应用模型如图3所示。如图3所示，港口MEC平台可参考云计算平台分为三层架构：IaaS层包括计算服务器、存储服务器（或计算存储一体机）、网络设备、安全设备，以及通过虚拟化软件（如OpenStack+KVM等）将上述设备资源池化后的性能资源；PaaS层包含了面向应用的各种使能平台，包括基于Tomcat的平台中间件、容器引擎、软件开发引擎、数据引擎等；SaaS层主要为相互隔离的各类边缘应用软件ME-APP。对于小规模MEC而言，其IaaS和PaaS往往采用融合部署方式，以减少自身对平台资源的消耗。港口内的吊装机械设备上安装的高清摄像头采用5G网络通信模块，将视频数据通过5G网络实时传送到MEC，并展示在位于港口调度大楼内的操控室高清大屏上，操作员无需在吊装现场即可远程操控龙门吊等重要设备。港口内部无人驾驶的载货车辆通过MEC进行位置信息的实时计算、定位和更新，确保港口无人作业的秩序井然。截至目前，基于5G的MEC已经在厦门港、青岛港、江阴港等成功运行，标志着现代化智慧港口建设将进入新纪元。


本文编号：2910118